DE3835877A1

DE3835877A1 - Torpedo with starter and three helical steering propellers - has motors controlled by electrical circuit responsive to signals from target seeker to tracking autopilot

Info

Publication number: DE3835877A1
Application number: DE3835877A
Authority: DE
Inventors: Werner Strauss; Rudolf Schubart
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Stiftung and Co KG
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1991-09-12
Anticipated expiration: 2008-10-22
Also published as: DE3835877C2

Abstract

The starter (12) is installed in a housing (13) sealed (15) to the tail (14) of the weapon wherein a helical spring (21) is compressed into the gap (18) around a chamber (17) contg. the three propellers (33). A target classifier (25) reacts to proximity of the target by releasing a bolt (24) so that the torpedo (11) is ejected. The motors (35) driving the propellerse (33) are started by a timing circuit (34) tiggered by an accelerometer (26). Their speeds are varied relatively by a control circuit (43) within their max. rating. ADVANTAGE - More manoeuvrable weapon is capable of inflicting more damage on target.

Description

Die Erfindung betrifft einen Laufkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a barrel body according to the preamble of Claim 1.

Ein derartiger Laufkörper ist aus der US-PS 38 11 379 als zielsuchender Torpedo bekannt, der mit einer am Grundanker gehalterten aufschwimmenden Starteinrichtung von einem Luftfahrzeug oder von einem Wasserfahrzeug aus verbringbar ist. Die Starteinrichtung stellt im wesentlichen ein in vorgegebener Tiefe unter dem Meeresspiegel gehaltertes, senkrecht nach oben weisendes Torpedorohr mit Starthilfseinrichtungen dar, die bei Annäherung eines potentiellen Zielobjektes ansprechen.Such a barrel is from US-PS 38 11 379 as a seeker Torpedo known, with a floating on the base anchor Starting device from an aircraft or from a watercraft is spendable. The starter essentially provides a vertical one held at a predetermined depth below sea level represents an upward-facing torpedo tube with jump-start devices, that respond when a potential target object approaches.

Ein ähnlicher aus einem, am Meeresgrund positionierten, Gerät startbarer Laufkörper ist aus der DE-OS 33 29 700 bekannt, wobei hier jedoch die Bahn eines nicht gelenkten Laufkörpers mit hoher Laufgeschwindigkeit linear in Richtung des sensorisch am Startgerät erfaßten potentiellen Zielobjektes verläuft.A similar one that can be started from a device positioned on the seabed Running body is known from DE-OS 33 29 700, here however, the path of a non-steered running body with high running speed linear in the direction of the sensor on the starter potential target object detected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Laufkörper gattungsgemäßer Art zu schaffen, der bei guter - und insbesondere im Vergleich zur Ruder-Steuerung günstigerer - Manövrierbarkeit eine gesteigerte Bekämpfungswirkung im Zielobjekt erwarten läßt. The invention has for its object a generic type of barrel To create kind of good - and especially in comparison for cheaper rudder control - increased maneuverability Control effect in the target object can be expected.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der gattungsgemäße Laufkörper gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgelegt ist.According to the invention, this object is essentially achieved by that the generic barrel body according to the labeling part of the Claim 1 is designed.

Nach dieser Lösung ist der Laufkörper mit mindestens drei an den Ecken eines regelmäßigen Querschnitts-Vieleckes hinter dem Laufkörper- Heckbereich gelegenen Antriebs-Drehschrauben ausgestattet, deren Vortriebsleistung durch Drehzahländerung und/oder durch Änderung der Propellerblattneigung relativ zueinander veränderbar ist und dadurch Nick- und Giermomente in Bezug auf die Laufkörper-Längsachse für eine feinfühlige Kurskorrektur ohne zusätzliche Erfordernisse von Ruder-Stelleinrichtungen realisieren läßt. Damit können bei der Zielverfolgung beispielsweise gemäß vorgegebenen Laufbahntypen modifizierte Kollisionskurs-Zielannäherungsbahnen gesteuert werden, wie sie etwa in der GB-PS 16 05 007 oder in der US-PS 43 23 025 näher erläutert sind.After this solution, the running body is at least three to the Corners of a regular cross-section polygon behind the barrel body Rear turning drive screws equipped, whose Propulsion power by changing the speed and / or by changing the propeller blade inclination can be changed relative to one another and thereby pitching and yawing moments in relation to the longitudinal axis of the barrel for a sensitive course correction without additional requirements can be realized by rudder actuators. So that at Target tracking, for example, modified according to specified career types Collision course-target approach paths can be controlled as they in more detail in GB-PS 16 05 007 or in US-PS 43 23 025 are explained.

Die Startgegebenheiten eines derartigen Mehrschrauben-Lenklaufkörpers lassen sich apparativ besonders einfach realisieren, wenn über eine Verzögerungsschaltung gewährleistet ist, daß der Antrieb der Drehschrauben erst dann einsetzt, wenn diese vom Wasser umströmt sind, das beispielsweise durch Seitenwand-Flutschlitze in einen Strömungstopf hinter dem Laufkörper-Heckbereich und damit in den Strömungspfad durch die Schraubenblätter hindurch eintritt, sobald der Laufkörper-Heckbereich nach Freigabe eines Startbeschleunigungs-Kraftelementes aus der Gehäuseabdichtung des Startgerätes in das umgebende Wasser ausgetreten ist.The starting conditions of such a multi-screw steering barrel can be realized particularly easily in terms of apparatus if via a Delay circuit ensures that the drive of the rotary screws only starts when the water flows around them, for example through sidewall flood slots in a flow pot behind the barrel rear area and thus in the flow path enters through the screw blades as soon as the barrel rear area after the release of a starting acceleration force element from the housing seal of the starter into the surrounding Water has leaked.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der Zusammenfassung, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark abstrahiert skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung.Additional alternatives and further training as well as further features and advantages of the invention result from the further claims and, also taking into account the explanations in the summary, from the description below one in the drawing below Limitation to the essentials, highly abstracted outlined preferred Realization example for the solution according to the invention.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 im Axial-Längsschnitt bei abgebrochener Darstellung einen erfindungsgemäß ausgestalteten Unterwasser-Laufkörper in seinem Startgerät und Fig. 1 in axial longitudinal section with a broken view of an underwater running body designed according to the invention in its starter and

Fig. 2 in abgebrochener Ansicht von schräg rückwärts den gestarteten Unterwasser-Laufkörper. Fig. 2 in a broken view obliquely from behind the started underwater barrel.

Der in der Zeichnung skizzierte gelenkte Unterwasser-Laufkörper 11 befindet sich in einem Startgerät 12 in Funktionsbereitschaft, das beispielsweise auf dem Meeresgrund abgesetzt oder - mit Auftriebseinrichtungen versehen - verankert ist oder aber unter Wasser an einem Trägerfahrzeug angeordnet ist. Das Startgerät 12 stellt im wesentlichen ein topfartiges Gehäuse 13 dar, das den Heckbereich 14 des Laufkörpers 11 unter Eingriff in umlaufenden Abdichtungen 15 aufnimmt. Der Heckbereich 14 weist einen gegenüber der Laufkörper-Hülle 16 verjüngten rückwärtigen Strömungstopf 17 auf. Im Ringspalt 18 zwischen dem Strömungstopf 17 und der Gehäuse-Innenmantelfläche 19 ist ein Beschleunigungs-Kraftelement 20, dargestellt als vorgespannte Zylinderfeder 21, parallel zur Laufkörper-Längsachse 22 zwischen dem Startgehäuse- Boden 23 und dem Laufkörper-Heckbereich 14 eingespannt, der über eine beispielsweise pyrotechnisch auslösbare Verriegelung 24 formschlüssig aber lösbar am Startgerät 12 festgelegt ist.The steered underwater running body 11 outlined in the drawing is in a starting device 12 in operational readiness, which is set down, for example, on the sea floor or - provided with buoyancy devices - or is arranged under water on a carrier vehicle. The starting device 12 essentially represents a pot-like housing 13 , which receives the rear region 14 of the barrel body 11 with engagement in circumferential seals 15 . The rear region 14 has a rear flow pot 17 which is tapered in relation to the barrel body shell 16 . In the annular gap 18 between the flow cup 17 and the housing inner surface 19 , an acceleration force element 20 , shown as a prestressed cylinder spring 21 , is clamped parallel to the longitudinal axis 22 of the running body between the starting housing bottom 23 and the running body rear region 14 , which, for example, has a pyrotechnically triggered lock 24 is positively but releasably fixed to the starter 12 .

Ein am Startgerät 12 außerhalb des Laufkörpers 11 angeordneter Zielklassifikations-Sensor 25 reagiert auf die Annäherung eines zu bekämpfenden Zielobjektes (in der Zeichnung nicht berücksichtigt) und löst dann die Verriegelung 24, so daß der Laufkörper 11 vom vorgespannten Kraftelement 20 aus der oberen Öffnung des Startgerät-Gehäuses 13 achsparallel herausgestoßen werden kann. A target classification sensor 25 arranged on the starting device 12 outside the running body 11 reacts to the approach of a target object to be combated (not taken into account in the drawing) and then releases the lock 24 , so that the running body 11 from the prestressed force element 20 from the upper opening of the starting device -Housing 13 can be pushed out axially parallel.

Ein Startbeschleunigungs-Sensor 26 entriegelt bisher an die Peripherie der Laufkörper-Hülle 16 herangeklappte flügelartige Flossen 27, die sich dadurch - strömungsbedingt und/oder unter Einwirkung einer Aufricht-Schenkelfeder, in der Zeichnung nicht berücksichtigt - etwa radial ausstellen (in Fig. 1 gestrichelt angedeutet), um eine achsparallele Laufbahn-Stabilisierung des Laufkörpers 11 im Wasser zu fördern.A starting acceleration sensor 26 previously unlocks wing-like fins 27 which have been folded towards the periphery of the barrel shell 16 and which, as a result of the flow and / or under the action of an erecting leg spring, not taken into account in the drawing, can be radially turned out (dashed in FIG. 1) indicated) to promote an axially parallel raceway stabilization of the barrel body 11 in the water.

Nach dem Austritt des Heckbereiches 14 des gestarteten Laufkörpers 11 aus den Startgehäuse-Abdichtungen 15 dringt Wasser 28 aus der Umgebung vor dem Startgerüst 12 durch Flutschlitze 29 in der Außenwandung 30 des Strömungstopfes 18 hinter dem Laufkörper-Heckbereich 14 in diesen Strömungstopf 18 ein, um etwa parallel zur Laufkörper-Längsachse 22 durch Öffnungen 31 im Strömungstopf-Boden 32 wieder auszutreten. Dadurch sind die vor diesen Boden-Öffnungen 31 oder in diesen gelegenen Antriebs-Drehschrauben 33 von Wasser umspült und unter Umständen sogar bereits in Betriebsrichtung in Umdrehung versetzt. Der aktive Betrieb der Antriebsschrauben 33 kann nun einsetzen, da jetzt keine Gefahr mehr besteht, daß sie in Luft (also praktisch widerstandsfrei) eine Über-Beschleunigung und kurz danach eine Schockbeanspruchung, auf Grund des dann erst einströmenden Wassers 28, erfahren. Eine beispielsweise durch den Beschleunigungssensor 26 initiierte Zeitschaltung 34, die nunmehr abläuft, kann deshalb dann die Schrauben-Antriebsmotore 35 starten, bei denen es sich etwa um Elektromotore, um Gasturbinen oder um Hydraulikmotore einschließlich der Untersetzungsgetriebe handeln kann. Die Drehzahl der Schraubenwellen 36 wird auf Arbeits-Nennvortrieb w0 hochgefahren, wofür z. B. der jeweilige Drehzahl-Istwert i von einem Tachogenerator 37 ermittelt und an eine Mehrfach-Drehzahlstelleinheit 38 übermittelt wird. Der Laufkörper 11 bewegt sich parallel zu seiner Längsachse 22, wenn die bei gleicher strömungsdynamischer Auslegung an den Ecken eines mindestens dreiseitigen Querschnitts-Vieleckes, durch dessen Mittelpunkt die Laufkörper-Längsachse 22 orthogonal verläuft, mit gleichem Vorschub (gleicher Drehzahl und/oder gleicher Schraubenblattneigung) betrieben werden.After exiting the rear portion 14 of the path of the running body 11 from the starting housing seals 15 enters water 28 from the environment prior to the start frame 12 by flow slots 29 in the outer wall 30 of the flow pot 18 behind the running body rear portion 14 in this flow pot 18 a to about emerge again parallel to the longitudinal axis 22 of the barrel through openings 31 in the bottom of the flow cup 32 . As a result, the water in front of these floor openings 31 or in the drive rotary screws 33 located in them are possibly already rotated in the operating direction. The active operation of the drive screws 33 can now start, since there is no longer any danger that they will experience over-acceleration in the air (ie practically resistance-free) and shortly thereafter a shock load due to the water 28 which then only flows in. A timer circuit 34 initiated by the acceleration sensor 26 , for example, which is now running, can therefore start the screw drive motors 35 , which can be, for example, electric motors, gas turbines or hydraulic motors including the reduction gears. The speed of the screw shafts 36 is ramped up to nominal working propulsion w0, for which, for. B. the respective actual speed value i determined by a tachometer generator 37 and transmitted to a multiple speed control unit 38 . The running body 11 moves parallel to its longitudinal axis 22 when, with the same fluid dynamic design, at the corners of an at least three-sided cross-sectional polygon, through the center of which the running body longitudinal axis 22 runs orthogonally, with the same feed rate (same speed and / or same screw blade inclination) operate.

Ein Zielsuchsensor 39 liefert ein Lenkschleifensignal l an einen der Zielverfolgungssteuerung dienenden Autopiloten 40 zur Richtungskorrektur unter Berücksichtigung eines Stabilisierungsschleifensignales s für beispielsweise einen Kollisionskurs-Vorhalt, der abgeleitet ist aus Drehraten-Inertialsensoren 41. Eine etwa durch die Startbeschleunigung aktivierbare Energieversorgungseinrichtung 42 liegt im Beispielsfalle der Laufkörper-Ausstattung nach Fig. 1 im vorderen Teil des Heckbereiches 14.A target search sensor 39 supplies a steering loop signal 1 to an autopilot 40 serving for target tracking control for direction correction, taking into account a stabilization loop signal s for, for example, a collision course lead, which is derived from rotation rate inertial sensors 41 . An energy supply device 42 that can be activated, for example, by the start acceleration lies in the example of the running body equipment according to FIG. 1 in the front part of the rear area 14 .

Die autonome Bahnlenkung nach Maßgabe der etwa auf den Schallschwerpunkt oder auf das Magnetfeld eines zu bekämpfenden Zielobjektes ansprechenden Lenkschleifensignale l des Zielsuchsensors 39 erfolgt nicht wie bei klassischen Lenk- oder Laufkörpern durch Steuerruder, sondern durch eine gezielte Unsymmetrie der mehreren (mindestens drei vorhandenen) Drehschrauben 33 für den Laufkörper-Antrieb. Das ist in der Steuerschaltungs-Darstellung der Fig. 1 durch die Differenzwerte d zur Abweichung des Vortriebs-Beitrags bestimmter Drehschrauben 33 zum Ausdruck gebracht, wobei jeder dieser Differenzwerte d eine Änderung der Drehzahl w und/oder eine Änderung der Propellerblattneigung wenigstens einer der Schrauben 33 im Verhältnis zu den anderen bedeuten kann. So neigt sich die Laufbahn aus der Laufkörper-Längsachse 22 in Richtung der hiergegen versetzten Drehschraube 33, wenn diese ihren Vorschub-Beitrag im Vergleich zu den anderen verringert; und umgekehrt.The autonomous path steering in accordance with the steering loop signals 1 of the target seeker sensor 39 , which may respond to the center of gravity of the sound or the magnetic field of a target object to be combated, does not take place, as in the case of classic steering or running bodies, by means of a rudder, but rather through a targeted asymmetry of the several (at least three) rotary screws 33 for the barrel drive. This is expressed in the control circuit diagram of FIG. 1 by the difference values d for the deviation of the propulsion contribution of certain turning screws 33 , each of these difference values d changing the speed w and / or changing the propeller blade inclination of at least one of the screws 33 in relation to the others. Thus, the track inclines from the longitudinal axis 22 of the running body in the direction of the rotary screw 33 offset against it when the latter reduces its feed contribution in comparison to the others; and vice versa.

Wenn aufgrund der laufenden Zielpeilung davon ausgegangen werden kann, daß eine Proportionalnavigations-Zielannäherungsbahn erreicht ist und der Kollisionspunkt unmittelbar bevorsteht, initiiert die Steuerschaltung 43 eine Nachbeschleunigungseinrichtung 44, um den Wirkteil 45 vor dem Laufkörper-Heckbereich 14 (je nach der konstruktiven Auslegung mit diesem oder unter Abreißen von diesem) mit noch erhöhter kinetischer Energie auf das Zielobjekt auftreffen und in dieses eindringen zu lassen. Ein Zündverzögerungs-Aufschlagzünder 46 initiiert dann die Wirkladung 47 im Wirkteil 45, die zusammen mit der Wirkhülle 48 auf optimale Splitterleistung im Zielraum ausgelegt ist. Zugleich ist die Wirkladung 47 auf optimale Gasschlagwirkung im Wasser ausgelegt, um auch eine hohe Zerstörungswirkung im Zielobjekt hervorzurufen, wenn zwar der Aufschlagzünder 46 nicht anspricht, aber ein mit der Initiierung der Nachbeschleunigungseinrichtung 44 gestartetes Verzögerungsglied 49, weil das Zielobjekt vielleicht doch noch knapp verfehlt wurde.If, based on the current target bearing, it can be assumed that a proportional navigation target approach path has been reached and the collision point is imminent, the control circuit 43 initiates a post-acceleration device 44 in order to move the active part 45 in front of the running body rear region 14 (depending on the design with this or tearing it off with an even higher kinetic energy to hit the target object and let it penetrate into it. An ignition delay impact detonator 46 then initiates the active charge 47 in the active part 45 , which, together with the active shell 48, is designed for optimum fragmentation performance in the target area. At the same time, the active charge 47 is designed for optimal gas impact in the water in order to also produce a high destructive effect in the target object, although the impact detonator 46 does not respond, but a delay element 49 started when the post-acceleration device 44 was initiated, because the target object was perhaps still just missed .

Claims

1. Articulated underwater running body ( 11 ) which can be started from a starter ( 12 ) and has a screw drive, characterized in that the running body ( 11 ) has a plurality of rotary screws ( 33 ) at the corners of a regular cross-sectional polygon, through which The center of the longitudinal axis ( 22 ) of the running body is orthogonal, the drive power of which can be varied relative to one another about the nominal power via a control circuit ( 43 ).

2. Running body according to claim 1, characterized in that it protrudes with its rear region ( 14 ) in housing seals ( 15 ) of the starter ( 12 ) and flood slots ( 29 ) in one of the rotary screws ( 33 ) behind the rear region ( 14 ) containing Flow cup ( 18 ).

3. barrel according to claim 2, characterized in that it is held by means of a releasable lock ( 24 ) in the starter housing ( 13 ), which has a biased against the barrel rear area ( 14 ) biased force element ( 20 ).

4. Running body according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped in its rear region with radially hinged stabilizing fins ( 27 ).

5. Running body according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped in front of its rear region ( 14 ) with a post-acceleration device ( 44 ) for at least the active body part ( 45 ).

6. Running body according to one of the preceding claims, characterized in that its control circuit ( 43 ) is equipped with a target search steering loop and with a rotation rate stabilization loop for the variation of the screw feed power in relation to an axially parallel driving power.